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KR20070063102A - 전기 영동 표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

전기 영동 표시장치와 그 제조방법 Download PDF

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KR20070063102A
KR20070063102A KR1020050122982A KR20050122982A KR20070063102A KR 20070063102 A KR20070063102 A KR 20070063102A KR 1020050122982 A KR1020050122982 A KR 1020050122982A KR 20050122982 A KR20050122982 A KR 20050122982A KR 20070063102 A KR20070063102 A KR 20070063102A
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wiring
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김창동
백승한
남대현
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로 특히, 전기 영동 방식을 이용한 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
상기 전기 영동 방식에 따라, 하전입자인 블랙다이 및 화이트다이를 이용하여 화상을 표현하는 표시장치를 제작함에 있어,
본 발명의 제 1 특징은, 단일 기판의 화소 영역 내에 공통 전극과 화소 전극을 평행하게 형성하여, 상기 하전층이 빛을 차단 및 투과시키도록 하는 셔터 역할을 하도록 함으로써, 이차원의 화상을 구현하는 전기 영동 방식 표시장치를 제작하는 것이다.
본 발명의 제 2 특징은, 상기 하전층과 상기 공통 전극 및 화소 전극 사이에 컬러필터를 구성함으로써, 컬러를 표시가 가능한 전기 영동 방식 표시장치를 제작하는 것이다.

Description

전기 영동 표시장치와 그 제조방법{The electro phoretic display and method for fabricating of the same}
도 1은 액정표시패널을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 전기 영동 표시장치의 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3a는 본 발명에 따른 전기 영동 표시장치용 횡전계형 어레이기판의 일부를 확대한 평면도이고,
도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 4a 내지 도 4d는 도 3a의 Ⅳ-Ⅳ를 절단하여, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치용 횡전계형 어레이기판의 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 전기영동 표시장치의 하전기판의 제조방법을 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치용 횡 전계형 어레이기판의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
B1 : 횡전계형 어레이기판 B2 : 하전기판
124 : 화소 전극 126 : 공통 전극
202 : 블랙층 204 : 하전층
본 발명은 전기 영동 방식 표시장치에 관한 것으로, 특히 횡전계 모드로 동작하는 동시에, 컬러표시가 가능한 전기 영동 방식 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
현재 상용화되고 있는 박형 표시장치로는 액정표시장치(LCD)와, 플라즈마표시장치(P에)와 유기전계발광표시장치(OLED)등이 있다.
이하, 액정표시장치에 대해 간략히 설명한다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상을 표현하게 된다.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구성을 개략적으로 설명한다.
도 1은 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정패널(51)은 액정층(11)을 사이에 두고 서로 이격하여 구성된 제 1 기판(5)과 제 2 기판(10)으로 구성되며, 상기 제 2 기판(10)과 마주보는 제 1 기판(5)의 일면에는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적, 녹, 청)(7)를 포함한 컬러필터(8)와, 컬러필터 상에 투명한 공통전극(9)이 구성된다.
상기 제 1 기판(5)과 마주보는 제 2 기판(10)에는 다수의 화소영역(P)이 정의되며, 상기 화소영역(P)의 일 측을 지나 연장 형성된 게이트 배선(14)과, 게이트 배선(14)이 지나는 화소영역(P)의 일 측과 평행하지 않은 타 측을 지나 연장 형성된 데이터 배선(26)이 구성된다.
이러한 구성으로 인해, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(14)과 데이터배선(26)이 교차하여 정의되는 영역이 되며, 두 배선의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(T)와 접촉하는 투명한 화소전극(42)이 구성되고 이는 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속으로 형성한다.
전술한 구성에서, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트 배선(14)과 연결된 게이트 전극(30)과, 상기 게이트 전극(30)의 상부에 반도체층(32)과, 상기 반도체층(32)의 상부에 위치하고 상기 데이터 배선(26)과 접촉하는 소스 전극(34)과, 상기 소스 전극(34)과 이격되어 위치하고, 상기 화소 전극(32)과 접촉하는 드레인 전극(36)을 포함한다.
이상과 같은 형태로 액정표시장치가 제작되며, 이러한 액정표시장치는 셀룰러폰 또는 모니터 및 TV용으로 사용되고 있다.
근래에는, 앞서 언급한 바와 같이 전술한 액정을 이용하거나, 가스를 플라즈마 상태로 변환할 때 빛을 발광하는 원리를 이용하거나, 스스로 발광하는 유기물질을 이용하여 표시장치를 구현하는 방식 이외에도, 전기장의 영향을 받아 하전된 물질 등이 유동성 매체내에서 이동하는 특성을 이용하여 화상을 구현하는 방식도 제안되고 있다.
특히, 하전 입자를 이용한 방식은 전기영동(electrophoresis)방식이라 하며, 하전된 입자가 양극 또는 음극 쪽으로 이동하는 현상을 이용한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 전기영동 방식을 이용한 표시매체의 한 예를 설명한다.
도 2는 일반적인 전기 영동 방식 표시장치의 구동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 축중합 반응을 통해 하전된 입자(40a,40b)를 캡슐(44)화한 형태의 잉크를 하전층(46)으로 사용하고, 상기 하전층(46)의 일 측과 타 측에는 각각 전극(48,50)이 구성된다.
이때, 일 측에 있는 전극은 부분적으로 패턴되며 (+)또는 (-)극성을 띄게 되고, 타측의 전극은 기판의 전면에 형성된 공통 전극(50)이다.
일반적으로, 전술한 바와 같은 하전층(46)을 제작하기 위한 한 예로서, 화이트 다이(white dye)인 인듐-틴-옥사이드(ITO)와, 블랙 다이(black dye)인 카본(carbon)을 분산시켜 축중합반응을 통해 캡슐화 한다.
이때, 상기 블랙 다이(40a)와 화이트 다이(40b)를 포함한 캡슐(44)의 크기가 일정하지 않기 때문에, 필터링(filtering)작업을 통해 일정 크기의 캡슐(44)만을 선택하여 사용하게 된다.
이와 같이 제작되는 하전층(36)에 (+) 또는 (-)극성을 띄는 전압을 인가하게 되면, 캡슐(44)내부의 하전된 블랙 다이 및 화이트 다이(40a,40b)가 이동하게 된다.
이때, 블랙다이(40b)가 상부로 이동하게 되는 경우 블랙을 표시하게 되고, 상기 화이트 다이(40a)가 상부로 이동하게 되면 화이트를 표시하게 된다.
따라서, 일반적인 전기 영동 방식을 이용한 E-book의 표시형태는 화이트 바탕에 블랙 글자를 띄어 영상을 표시하게 된다.
이와 같은 표시 형태는 동영상 및 풀컬러를 구현하는 표시장치로는 아직 상용화 되고 있지 않으나, 근래에 제안되고 있는 전자사전 또는 전자책에 사용되는 Ebook용 표시패널로 그 응용성이 주목되고 있다.
본 발명은 소비전력을 낮추고 컬러 구현이 가능한 전기 영동 방식 표시장치를 제안한 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위한 본원 발명의 제 1 형태는 횡전계형 어레이부를 이용한 것으로, 블랙 다이 및 화이트 다이가 좌.우로 이동하도록 유도하여 셔터 역할을 하도록 함으로써 2차원 영상을 표시하는 것을 특징으로 한다.
제 2 형태는, 상기 블랙다이 및 화이트 다이를 포함하는 필름(기판)과 횡전계형 어레이부 사이에 컬러필터를 구성함으로써, 컬러 구현이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동방식 표시장치는 이격하여 구성되고 스위칭 영역을 포함하는 화소 영역이 정의된 기판과; 상기 기판의 스위칭 영역에 구성된 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자와 연결되면서 상기 화소 영역에 위치한 화소 전극과, 이와 는 평행하게 이격된 공통 전극과; 상기 화소 전극과 공통 전극의 상부에 위치하며, 하전입자로 형성된 하전층과; 상기 기판의 하부에 구성된 백라이트를 포함한다.
상기 하전층은 서로 반대의 극성을 가지는 하전입자인 블랙다이와 화이트다이가 축중합반응에 의해 캡슐화된 다수의 캡슐집합체로 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 공통 전극 및 화소 전극에 신호가 인가되면, 상기 공통 전극은 (-)극성을 띄고 상기 화소 전극은 (+)극성을 띄는 것을 특징으로 한다.
상기 하전입자는 상기 공통 전극과 화소 전극의 횡전계에 의해 좌.우로 이동하여, 상기 백라이트로부터 조사된 빛을 투과 또는 차단하는 기능을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭 소자는 게이트전극과, 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극을 포함하며, 상기 화소 영역의 제 1 변에는 상기 게이트 전극과 연결되어 주사신호를 인가하는 게이트 배선이 구성되고, 상기 게이트 배선과 교차하는 화소 영역의 제 2 변에는 상기 소스 전극에 영상신호를 인가하는 데이터 배선이 구성되고, 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 화소 영역의 제 3 변에는 상기 공통 전극에 공통 신호(전압)를 인가하는 공통 배선을 더욱 포함한다.
상기 하전층의 상부에 상기 스위칭 소자와, 상기 공통 배선과, 상기 게이트 배선과, 상기 데이터 배선에 대응하여 블랙층이 구성된 기판을 더욱 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 전기 영동 표시장치의 제조방법은 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소 영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 스위칭 영역에, 게이트 전극과 액티브층과, 소스 전극(및 드레인 전극)이 순차 적층되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역에, 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극과, 상기 화소 전극과는 평행하게 이격하여 위치하는 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 공통 전극과 화소 전극의 상부에 하전층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 하전층은 서로 반대의 극성을 가지는 하전 입자인 블랙다이와 화이트다이가 축중합반응에 의해 캡슐화된 다수의 캡슐집합체로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 전기 영동 표시장치는 이격하여 구성되고 스위칭 영역을 포함하는 화소 영역이 정의된 기판과; 상기 기판의 스위칭 영역에 구성된 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자와 연결되면서 상기 화소 영역에 위치한 화소 전극과, 이와 는 평행하게 이격된 공통 전극과; 상기 화소 전극과 공통 전극이 구성된 기판의 전면에 구성된 컬러필터와; 상기 컬러필터의 상부에 위치하며, 하전입자로 형성된 하전층과; 상기 기판의 하부에 구성된 백라이트를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 전기 영동 표시장치의 제조방법은 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소 영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 스위칭 영역에, 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극(및 드레인 전극)이 순차 적층되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역에, 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극과, 상기 화소 전극과는 평행하게 이격하여 위치하는 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 공통 전극 및 화소 전극이 형성된 기판의 전면에 컬러필터 를 형성하는 단계와; 상기 컬러필터 층이 형성된 기판의 전면에 하전층을 형성하는 단계를 포함한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 제 1 실시예 --
본 발명의 제 1 실시예는, 횡전계를 이용하여 하전층을 좌.우로 이동하도록 함으로써, 하부로부터 조사된 빛을 투과 및 차단하도록 하여, 2차원 영상을 표시하는 전기영동 방식 표시장치를 제작하는 것을 특징으로 한다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 영동 방식 표시장치의 횡전계형 어레이부의 평면도와, 상기 횡전계형 어레이부를 포함하는 전기 영동 표시장치의 단면도이다.
본 발명의 제 1 실시예는, (-)극성을 띄는 블랙다이와 (+)극성을 띄는 화이트 다이를 포함하는 하전층과, 상기 하전층의 하부에는 횡전계형 어레이부를 구성하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 횡전계형 어레이부의 구성을 이하, 도 3a를 참조하여 설명한다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 횡전계형 어레이 기판은 절연성이 있는 제 1 기판(100)에 다수의 화소 영역(P)을 정의하고, 상기 화소영역(P)의 일 측에 게이트 배선(102)을 구성하고, 상기 게이트 배선(102)과 교차하는 화소 영역(P)의 타 측에 데이터 배선(114)을 구성한다.
그리고, 상기 게이트 배선(102)과 동일한 방향에 이와 이격된 간격을 두고 공통 배선(106)을 구성한다.
상기 게이트 배선(102)과 데이터 배선(114)의 교차지점에 위치하고, 게이트 전극(104)과 액티브층(110)과 소스 전극(116)과 드레인 전극(118)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(T)와 접촉하는 화소 전극(124)과, 상기 화소 전극(124)과 평행하게 이격되고, 상기 공통 배선(106)에서 신호를 받는 공통 전극(126)을 구성한다.
이때, 상기 게이트 전극(104)은 상기 게이트 배선(102)과 연결되고, 상기 소스 전극(116)은 상기 데이터 배선(114)과 연결되고, 상기 드레인 전극(118)은 상기 화소 전극(124)과 연결되도록 구성한다.
이러한 구성으로, 상기 게이트 전극(104)에 입력된 주사 신호에 따라 상기 소스 전극(116)에 입력된 영상신호가 상기 액티브층 및 드레인 전극(110,118)을 거쳐 상기 화소 전극(124)에 인가된다.
이때 인가된 신호에 의해, 상기 화소 전극(124)은 (+)극성을 띄도록 하고 상기 공통전극(126)은 (-)극성을 띄도록 한다.
전술한 바와 같이 구성된 횡전계형 어레이 기판에 앞서 언급한 하전층을 포함하는 하전기판(또는 하전필름)을 구성하게 되면 개략적으로 도 3b와 같은 단면구성이 된다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 영동 표시장치(99)는 횡전계형 어레이기판(B1)과 하전층(204)을 포함하는 하전기판(B2)으로 구성한다.
상기 횡전계형 어레이기판(B1)의 하부에는 백라이트(BL)를 구성한다.
상기 횡전계형 어레이기판(B1)은 앞서 언급한 바와 같이, 기판(100)상에 정의된 화소 영역(P)마다 스위칭 소자(T)와, 평행하게 이격하여 구성한 화소 전극(124)과 공통 전극(126)이 위치한다.
상기 하전기판(B2)은 기판(200)에 블랙층(202)과 하전층(204)을 포함하며, 상기 블랙층(202)은, 상기 박막트랜지스터(T)와 상기 게이트 배선(도 3a의 102)과 데이터 배선 및 공통 배선(114,106)에 대응하여 구성함으로써 배선에 의해 빛이 반사되는 현상을 방지하는 역할을 하도록 한다.
상기 하전층(204)은 상기 블랙층(202)이 구성된 기판(200)상에 코팅된 상태로 구성될 수 있다.
이때, 상기 하전층(204)을 이루는 캡슐(206)은 도시한 바와 같이 블랙다이(black dye, 204a)와 화이트 다이(white dye,204b)로 구성된 하전입자를 포함한다.
한 예로서, 상기 화이트 다이(white dye,204b)로 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 사용하고, 블랙 다이(black dye,204a)로 카본(carbon)을 사용할 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 화소 전극(124)과 공통 전극(126)에 전압을 인가하게 되면, 상기 화소 전극(124)은 (+)극성을 띄고 상기 공통 전극(126)은 (-)극성을 띄게 된다.
이때, 상기 공통 전극(302)과 상기 화소 전극(222) 사이에 발생한 전계에 의해 상기 하전입자들(204a,204b)이 좌.우로 이동하게 되는데, (+)극성을 띄는 화소전극(124)의 상부로 블랙 다이(204a)가 이동하게 되고, (-)극성을 띄는 공통전극 (126)의 상부로 화이트 다이(204b)가 이동하게 된다.
따라서, 상기 화소 전극(124)과 공통 전극(126)사이의 이격된 영역으로, 상기 백라이트(BL)로부터 조사된 빛이 외부로 나오게 된다. 즉, 상기 블랙다이(204a)와 화이트(204b)는 광셔터 역할을 하게 되는 것이다.
따라서, 상기 박막트랜지스터(T)가 구동된 화소는 화이트(white)를 표시하게 되며, 이러한 원리를 이용하여 패널 전반에서 2차원의 영상을 표현할 수 있게 된다.
이때, 상기 공통 전극(126)과 화소 전극(124)의 거리는 상기 캡슐(206)의 크기에 따라 다양하게 설계가 가능하다.
이하, 도 4a 내지 도 4d와 도 5a 내지 도 5b를 참조하여, 상기 수평전계형 어레이부와, 하전층을 포함하는 하전기판의 제조방법을 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3a의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단하여 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 스위칭 영역(T)을 포함하는 화소 영역(P)이 정의된 기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 화소 영역(P)의 제 1 변을 따라 게이트 배선(도 3a의 102)을 형성하고, 상기 게이트 배선(102)에서 상기 스위칭 영역(T)으로 연장된 게이트 전극(104)을 형성하고, 상기 게이트 배선(102)과 평행한 화소 영역(P)의 제 3 변을 따라 공통 배선(도 3a의 106)을 형성한다.
이때, 상기 도전성 금속(미도시)으로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 몰리텅스텐(MoW), 티타늄(Ti)을 포함하는 도전성 금속 그룹중 선택하여 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 게이트 배선(도 3a의 102)과 게이트 전극(104)과 공통 배선(도 3a의 106)이 형성된 기판(100)의 전면에, 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 물질을 증착하여 게이트 절연막(108)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착하고 연속하여, 불순물이 포함된 비정질 실리콘을 증착한 후 패턴하여, 상기 게이트 전극(104)에 대응하는 게이트 절연막(108)의 상부에 액티브층(110)과 오믹 콘택층(112)을 형성한다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(110)과 오믹 콘택층(112)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 게이트 배선(도 3a의 102)과 교차하는 화소 영역(P)의 제 2 변을 따라 데이터 배선(114)을 형성하고 동시에, 상기 데이터 배선(114)에서 상기 스위칭 영역(T)으로 연장되어 상기 오믹 콘택층(112)의 일 측과 접촉하는 소스 전극(116)과, 상기 소스 전극(116)과 이격하여 위치하는 드레인 전극(118)을 형성한다.
도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(116,118)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 증착하거나, 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 보호막(120)을 형성한다.
다음으로, 상기 보호막(120)을 패턴하여, 상기 드레인 전극(118)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(122)을 형성하고 동시에, 상기 공통 배선(도 3a의 106)의 일부를 노출하는 콘택홀(도 3a의 CH)을 형성한다.
도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(120)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나 또는, 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 노출된 드레인 전극(118)과 접촉하는 화소 전극(124)과, 상기 노출된 공통배선(도 3a의 106)과 접촉하는 공통 전극(126)을 형성한다.
이때, 상기 공통 전극(126)과 화소 전극(124)은 동일 평면상에 평행하게 이격된 형상이며, 신호가 인가된 경우 상기 공통 전극(126)과 화소 전극(124)사이에는 수평전계가 발생하게 된다.
이때, 상기 공통 전극(126)을 불투명한 금속으로 형성하는 경우에는, 상기 공통 배선과 동일층 동일물질로 형성할 수 도 있다.
이상으로, 횡전계형 어레이기판의 형성공정을 설명하였다.
이하, 도 5a 내지 도 5b를 참조하여, 상기 어레이기판과 합착하는 하전기판의 제조방법을 설명한다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 기판(200)상에 먼저 차단층인 블랙층(202)을 형 성한다.
상기 블랙층(202)은 상기 어레이기판에 형성한 게이트 배선(도 3a의 102)과 데이터 배선(도 3a의 114)과 공통 배선(도 3a의 106)과 그리고 박막트랜지스터(도 3a의 T)에 대응한 부분에 형성하며, 이 부분에서 반사되는 빛을 가리는 역할을 한다.
또한, 상기 블랙층(202)은 화소 영역(P)간 빛이 섞이는 현상을 방지하는 기능을 하여 표시품위를 높일 수 있도록 한다.
이때, 상기 블랙층은 카본(Cr)을 증착하거나, 산화카본(CrOX)및 카본(Cr)을 적층하여 형성할 수 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 블랙층(202)이 형성된 기판(200)의 전면에 블랙다이(204a)와 화이트 다이(204b)를 포함하는 다수의 캡슐로 구성된 하전층(필름형태,204)을 부착하는 공정을 진행한다.
전술한 개략적인 공정을 통해 하전 기판을 제작할 수 있다.
전술한 바와 같이 제작된 어레이 기판과 하전 기판을 합착하여, 본 발명에 따른 횡전계형 모드로 동작하는 전기 영동 방식 표시장치를 제작할 수 있다.
이하, 제 2 실시예를 통해 상기 제 1 실시예의 변형예를 설명한다.
- - 제 2 실시예 - -
본 발명의 제 2 실시예의 특징은, 전술한 제 1 실시예의 구성에 컬러필터를 더욱 포함하여, 컬러를 구현하는 전기 영동 표시장치를 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러표시 전기 영동 표시장치를 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기 영동 표시장치(250)는, 컬러필터(적,녹,청)를 포함한 횡전계형 어레이기판(B1)과 하전층(310)을 포함하는 하전기판(B2)을 합착하여 구성한다.
상기 횡전계형 어레이기판(B1)의 하부에는 백라이트(BL)를 더욱 구비한다.
상기 횡전계형 어레이기판(B1)은, 스위칭 영역(T)을 포함하는 다수의 화소 영역(P)으로 정의된 기판(300)의 일면에 특히, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하여 박막트랜지스터(T)와, 상기 화소 영역(P)에 대응하여 평행하게 이격하여 구성된 화소 전극(324)과 공통 전극(326)을 포함한다.
다음으로, 상기 화소 전극(324)과 공통 전극(326)과 박막트랜지스터(T)가 형성된 기판(300)의 전면에 평탄화층(330)을 형성하고, 상기 평탄화층(330)의 상부에 적색과 녹색과 청색의 컬러필터층(332a,332b,332c)으로 구성된 컬러필터층(CF)을 형성한다.
이때, 상기 평탄화층(330)은 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)와 같은 유기물질을 도포하여 형성할 수 있다.
상기 컬러필터층(CF)은, 다수의 화소 영역(P)에 순차적으로 적,녹,청 컬러필터(332a,332b,332c)를 구성하여 형성할 수 있으며, 각 컬러층의 배치는 다양하게 변형할 수 있다.
상기 컬러필터층(CF)이 형성된 횡전계형 기판(300)의 상부에는, 블랙층(402)과 하전층(404)을 포함하는 하전기판(B1)이 위치하게 된다.
이때, 상기 하전층(404)은 앞서 언급한 바와 같이, 다수의 캡슐 내에 (-)극을 띄는 블랙다이와 (+)극을 띄는 화이트 다이가 혼재되어 있으며, 상기 화소 전극(324)과 공통 전극(326)에 신호가 인가되면 상기 블랙 다이는 (+)극을 띄는 화소 전극(324)을 향해 이동하게 되고, 상기 블랙다이는 (-)극을 띄는 공통 전극(326)으로 이동하게 된다.
따라서, 상기 공통 전극(326)과 화소 전극(324)의 이격공간으로 하부의 백라이트(BL)로부터 출사한 빛이 통과하게 되고, 상기 빛은 상기 컬러필터(332a,332b,332c)를 통과하게 된다.
이로써, 상기 전기 영동 표시장치는 컬러를 구현할 수 있게 된다.
이하, 도 7a 내지 도 7b를 참조하여, 컬러필터층을 포함하는 전기 영동 표시장치용 횡전계형 어레이기판의 제조방법을 설명한다.
앞서, 제 1 실시예에서 어레이부를 형성하는 공정을 설명하였기 때문에, 어레이부를 형성하기 위한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 앞서 설명한 공정과 같이 스위칭 영역(S)에는 게이트 전극(304)과 액티브층(310)과 소스 전극(316)과 드레인 전극(318)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 형성하고, 화소 영역(P)에는 서로 평행하게 이격된 화소 전극(324)과 공통 전극(326)을 형성한다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 공통 전극(326)과 화소 전극(324)이 형성된 기판(300)의 전면에 평탄화층(330)을 형성하고, 상기 평탄화층(330)의 상부에 적색과 녹색과 청색의 컬러층(332a,332b,미도시)을 다수의 화소 영역(P)에 순차 형성한다.
이때, 상기 평탄화층(330)은 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)와 같은 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이 컬러필터층을 포함하는 횡전계형 어레이기판에 하전 기판을 합착하여 컬러구현이 가능한 전기영동 표시장치를 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전기 영동방식 표시장치는 횡전계를 이용하여 하전입자를 좌.우로 이동하도록 함으로써, 하부의 백라이트를 투과및 차단하도록 셔터 역할을 하여 영상을 표시할 수 있는 새로운 구동형태의 전기 영동 방식 표시장치를 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컬러필터를 더욱 포함함으로써 컬러구현이 가능하기 때문에, 단순히 책과 같이 글자를 보여주는 기능 외에 좀 더 그 활용성을 확대할 수 있기 때문에 제품의 경쟁력을 높이는 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 이격하여 구성되고 스위칭 영역을 포함하는 화소 영역이 정의된 기판과;
    상기 기판의 스위칭 영역에 구성된 스위칭 소자와;
    상기 스위칭 소자와 연결되면서 상기 화소 영역에 위치한 화소 전극과, 이와 는 평행하게 이격된 공통 전극과;
    상기 화소 전극과 공통 전극의 상부에 위치하며, 하전입자로 형성된 하전층과;
    상기 기판의 하부에 구성된 백라이트
    를 포함하는 전기 영동 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하전층은 서로 반대의 극성을 가지는 하전입자인 블랙다이와 화이트다이가 축중합반응에 의해 캡슐화된 다수의 캡슐집합체로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공통 전극 및 화소 전극에 신호가 인가되면, 상기 공통 전극은 (-)극성 을 띄고 상기 화소 전극은 (+)극성을 띄는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하전입자는 상기 공통 전극과 화소 전극의 횡전계에 의해 좌.우로 이동하여, 상기 백라이트로부터 조사된 빛을 투과 또는 차단하는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 게이트전극과, 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극을 포함하는 전기 영동 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 화소 영역의 제 1 변에는 상기 게이트 전극과 연결되어 주사신호를 인가하는 게이트 배선이 구성되고, 상기 게이트 배선과 교차하는 화소 영역의 제 2 변에는 상기 소스 전극에 영상신호를 인가하는 데이터 배선이 구성되고, 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 화소 영역의 제 3 변에는 상기 공통 전극에 공통 신호( 전압)를 인가하는 공통 배선을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하전층의 상부에 상기 스위칭 소자와, 상기 공통 배선과, 상기 게이트 배선과, 상기 데이터 배선에 대응하여 블랙층이 구성된 기판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  8. 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소 영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와;
    상기 기판의 스위칭 영역에, 게이트 전극과 액티브층과, 소스 전극(및 드레인 전극)이 순차 적층되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 화소 영역에, 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극과, 상기 화소 전극과는 평행하게 이격하여 위치하는 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 공통 전극과 화소 전극의 상부에 하전층을 형성하는 단계
    를 포함하는 전기 영동 표시 장치 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하전층은 서로 반대의 극성을 가지는 하전 입자인 블랙다이와 화이트다이가 축중합반응에 의해 캡슐화된 다수의 캡슐집합체로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 블랙 다이는 카본(Carbon)입자이고, 상기 화이트 다이는 인듐-틴-옥사이드(ITO)입자인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 화소 영역의 제 1 변에는 상기 게이트 전극과 연결된 게이트 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 교차하는 화소 영역의 제 2 변에는 상기 소스 전극과 연결된 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 화소 영역의 제 3 변에는 상기 공통 전극과 연결된 공통 배선을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하전층의 상부에 상기 스위칭 소자와, 상기 공통 배선과, 상기 게이트 배선과, 상기 데이터 배선에 대응하여 블랙층이 형성된 기판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  13. 이격하여 구성되고 스위칭 영역을 포함하는 화소 영역이 정의된 기판과;
    상기 기판의 스위칭 영역에 구성된 스위칭 소자와;
    상기 스위칭 소자와 연결되면서 상기 화소 영역에 위치한 화소 전극과, 이와 는 평행하게 이격된 공통 전극과;
    상기 화소 전극과 공통 전극이 구성된 기판의 전면에 구성된 컬러필터와;
    상기 컬러필터의 상부에 위치하며, 하전입자로 형성된 하전층과;
    상기 기판의 하부에 구성된 백라이트
    를 포함하는 전기 영동 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하전층은 서로 반대의 극성을 가지는 하전입자인 블랙다이와 화이트다이가 축중합반응에 의해 캡슐화된 다수의 캡슐집합체로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 공통 전극 및 화소 전극에 신호가 인가되면, 상기 공통 전극은 (-)극성을 띄고 상기 화소 전극은 (+)극성을 띄는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 하전입자는 상기 공통 전극과 화소 전극의 횡전계에 의해 좌.우로 이동하여, 상기 백라이트로부터 조사된 빛을 투과 또는 차단하는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 게이트전극과, 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극을 포함하는 전기 영동 표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 화소 영역의 제 1 변에는 상기 게이트 전극과 연결되어 주사신호를 인가하는 게이트 배선이 구성되고, 상기 게이트 배선과 교차하는 화소 영역의 제 2 변에는 상기 소스 전극에 영상신호를 인가하는 데이터 배선이 구성되고, 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 화소 영역의 제 3 변에는 상기 공통 전극에 공통 신호(전압)를 인가하는 공통 배선을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 하전층의 상부에 상기 스위칭 소자와, 상기 공통 배선과, 상기 게이트 배선과, 상기 데이터 배선에 대응하여 블랙층이 구성된 기판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  20. 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소 영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와;
    상기 기판의 스위칭 영역에, 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극(및 드레인 전극)이 순차 적층되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 화소 영역에, 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극과, 상기 화소 전극과는 평행하게 이격하여 위치하는 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 공통 전극 및 화소 전극이 형성된 기판의 전면에 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 컬러필터 층이 형성된 기판의 전면에 하전층을 형성하는 단계
    를 포함하는 전기 영동 표시 장치 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 하전층은 서로 반대의 극성을 가지는 하전 입자인 블랙다이와 화이트다이가 축중합반응에 의해 캡슐화된 다수의 캡슐집합체로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 블랙 다이는 카본(Carbon)입자이고, 상기 화이트 다이는 인듐-틴-옥사이드(ITO)입자인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 화소 영역의 제 1 변에는 상기 게이트 전극과 연결된 게이트 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 교차하는 화소 영역의 제 2 변에는 상기 소스 전극과 연결된 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 화소 영역의 제 3 변에는 상기 공통 전극과 연결된 공통 배선을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 하전층의 상부에 상기 스위칭 소자와, 상기 공통 배선과, 상기 게이트 배선과, 상기 데이터 배선에 대응하여 블랙층이 형성된 기판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치 제조방법.
KR1020050122982A 2005-12-14 2005-12-14 전기 영동 표시장치와 그 제조방법 KR101236237B1 (ko)

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